不同升温速率下中变质煤热解特性研究
Study on Pyrolysis Characteristics of Medium-Metamorphic Coal at Different Heating Rates
DOI: 10.12677/ME.2024.121004, PDF,    科研立项经费支持
作者: 王会昊, 邵振宝, 关钰荣, 刘 剑*：河北工程大学地球科学与工程学院，河北 邯郸；王耀宗：河北工程大学地球科学与工程学院，河北 邯郸；河北省地质矿产勘查开发局地质勘查技术中心，河北 石家庄
关键词: 煤热解；热重分析；非等温；动力学参数；Raw Coal Pyrolysis； Thermo Gravimetric Analysis； Non-Isothermal； Dynamic Parameter
摘要: 为了研究中等变质煤不同升温速率下对于热解过程的影响，通过使用同步热分析仪对于样品进行热解，研究3种中等变质煤在不同升温速率(10˚C、20˚C、30˚C/min)的条件下升高至600˚C的热解情况，采用Coats-Redfern方法，来分析热解最大反应速率时的热解过程，并通过数学拟合得出热解动力学参数。结果表明：中等变质煤的活化能和频率因子会随着升温速率的增大而升高，在热解过程中主要分为脱水脱气阶段、主要分解阶段以及二次脱气阶段，并随着升温速率的提升，热解失重率表现为降低的趋势。
Abstract: In order to study the effects of different heating rates on the pyrolysis process of medi-um-metamorphic coals, samples of three medium-metamorphic coals were pyrolyzed at different heating rates (10˚C, 20˚C, 30˚C/min) to 600˚C by using a synchronous thermal analyzer. The Coats-Redfern method was adopted. The pyrolysis process at the maximum reaction rate was an-alyzed, and the kinetic parameters of pyrolysis were obtained by mathematical fitting. The results show that the activation energy and frequency factor of medium-metamorphic coal increase with the increase of heating rate, and the pyrolysis process is mainly divided into dehydration degassing stage, main decomposition stage and secondary degassing stage. With the increase of heating rate, the pyrolysis weight loss rate shows a decreasing trend.
文章引用：王会昊, 王耀宗, 邵振宝, 关钰荣, 刘剑. 不同升温速率下中变质煤热解特性研究[J]. 矿山工程, 2024, 12(1): 29-37. https://doi.org/10.12677/ME.2024.121004

参考文献

[1] 李军, 乔中鹏, 刘治中, 等. 煤炭资源开发管理现状分析及对策建议[J]. 中国煤炭, 2023, 49(9): 1-6.
[2] Wu, J.H., Liu, J.Z., Yual, S., et al. (2015) Sulfur Transformation during Hydrothermal Dewatering of Low Rank Coal. En-ergy Fuel, 29, 6586-6592. [Google Scholar] [CrossRef] 
[3] Yan, R., Zhu, H., Zheng, C., et al. (2002) Emissions of Organic Hazardous Air Pollutants during Chinese Coal Combustion. Energy, 27, 485-503. [Google Scholar] [CrossRef] 
[4] 龚志军, 王凯兴, 武兴斐. 基于热重红外联用技术的煤热解特性研究[J]. 内蒙古科技大学学报, 2016, 35(3): 247-251.
[5] Ramukutty, S. and Ramachandran, E. (2014) Reaction Rate Models for the Thermal Decomposition of Ibuprofen Crystals. Journal of Crystallization Process and Technology, 4, 71-78. [Google Scholar] [CrossRef] 
[6] 林彬, 祁鑫鑫, 王厚旺, 吴磊, 王鹤寿. 不同升温速率对烟煤热解过程的影响及其动力学分析[J]. 煤矿现代化, 2022, 31(3): 54-57.
[7] 王小华, 赵洪宇, 李玉环, 等. 基于TG-MS研究不同升温速率下褐煤热解气体产物析出特性及其动力学参数[J]. 煤炭工程, 2018, 50(3): 140-144.
[8] 肖翠微. 中等挥发分烟煤燃烧特性研究[J]. 煤炭科学技术, 2015, 43(5): 135-138+25.
[9] 严煌. 无烟煤分子结构特征及热解过程中官能团迁移特性研究[D]: [硕士学位论文]. 徐州: 中国矿业大学, 2019.
[10] 易荣. 褐煤热解过程孔隙结构研究[J]. 内江科技, 2013, 34(5): 23+124.
[11] 崔丽萍, 蔡会武. 粒度和升温速率对黄陵煤热解动力学的影响[J]. 应用化工, 2016, 45(S2): 201-204.
[12] Du, M.L., Yang, Z.Y. and Fan, J.W. (2018) Study on the Inference Factors of Huangling Coking Coal Pyrolysis. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 108, Article ID: 032084. [Google Scholar] [CrossRef] 
[13] 朱红青, 郭艾东, 屈丽娜. 煤热动力学参数、特征温度与挥发分关系的试验研究[J]. 中国安全科学学报, 2012, 22(3): 55-60.
[14] 李爱蓉, 吴道洪, 王其成, 等. 非等温热重分析长焰煤热解过程与动力学特征[J]. 燃料与化工, 2013, 44(6): 7-11.
[15] 常娜, 甘艳萍, 陈延信. 升温速率及热解温度对煤热解过程的影响[J]. 煤炭转化, 2012, 35(3): 1-5.
[16] 李改改, 姜鹏飞, 黄佳齐, 等. 富油煤热解过程动力学参数变化规律研究[J]. 煤炭技术, 2023, 42(10): 52-56.

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